(57)【要約】【課題】共振時の振動を悪化させることなく、流体バランサのアンバランス補正力を向上し、脱水時の振動を低減する。【解決手段】外槽２内に回転可能に設けられた筒状のドラム６の開口部６ａに中空リング状の流体バランサ１６を設け、前記流体バランサ１６は、その中空部を同心円状に分割し内側中空部２０と外側中空部２１とに画成するように環状の弾性薄膜体１８を設け、前記弾性薄膜体１８で分割された内側中空部２０に液体１９を内蔵したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外枠と、前記外枠内に弾性支持した外槽と、前面側に開口部を設けて前記外槽内に回転可能に設けられた筒状のドラムと、前記ドラムを回転駆動する駆動手段と、前記外槽を弾性支持する支持ばねと、前記外槽の振動を抑制するダンパと、前記ドラムの開口部に設けられた中空リング状の流体バランサとを備え、前記流体バランサは、その中空部を同心円状に分割し内側中空部と外側中空部とに画成するように環状の弾性薄膜体を設け、前記弾性薄膜体で分割された内側中空部に液体を内蔵した洗濯機。
【請求項２】
流体バランサは、中空部を同心円状に内側中空部と外側中空部とに画成する環状の壁を形成するとともに、前記壁に開口を設け、環状の弾性薄膜体を前記壁の内側から前記開口を通して前記壁の外側中空部へ膨出可能に設けた請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
流体バランサは、液体を内蔵した中空リング状の袋体を有し、前記袋体を弾性薄膜体の内側に配設した請求項１または２記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衣類等の洗濯を行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の洗濯機は、ドラムに衣類による偏心荷重を補正する流体バランサを設けている（例えば、特許文献１参照）。図８は、前記公報に記載された洗濯機の断面図である。
【０００３】
図８に示すように、洗濯機本体５１と、この洗濯機本体５１内にサスペンション５２とダンパ５３によって支持され、底面に軸受けを設けた水槽５４と、底面に回転軸を有し、この回転軸を中心に回転するドラム５５と、ベルト５６を介してドラム５５を駆動するモータ５７とを備えている。ドラム５５の中心軸方向の端部周縁には、複数の径方向で分離した流体バランサ５８、５９を設け、流体バランサ５８、５９の内部にはそれぞれ面積の異なる連通孔６０を外周側に設けた仕切板６１を形成し、内部の流体の流通抵抗が異なるように構成している。
【特許文献１】特開平４−２４０４８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、洗濯、すすぎを終えて脱水を行おうとするとき、共振までは衣類の偏心荷重の側に流体バランサの流体が分布して偏心荷重を大きくすることになり、脱水時の振動を大きくしていた。また、流体バランサのアンバランス補正力を向上させるためには、特に、流体バランサの容積の増加、あるいは、径方向に多層化することが有効であるが、逆に、共振までの振動をさらに増大させることになるという問題があった。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、共振時の振動を悪化させることなく、流体バランサのアンバランス補正力を向上し、脱水時の振動を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の洗濯機は、外槽内に回転可能に設けられた筒状のドラムの開口部に中空リング状の流体バランサを設け、前記流体バランサは、その中空部を同心円状に分割し内側中空部と外側中空部とに画成するように環状の弾性薄膜体を設け、前記弾性薄膜体で分割された内側中空部に液体を内蔵したものである。
【０００７】
これによって、脱水運転時に前記ドラムの回転数が上昇し、遠心力が増加した時に、弾性薄膜体が流体バランサの外周方向に膨らむように弾性変形し、流体バランサの内側中空部に内蔵された液体が、回転数が増加するにつれてより外周方向に偏るようになる。すなわち、共振時の回転数が低く遠心力が小さい時には、前記弾性薄膜体は弾性変形しないが、定常時の回転数が高くなった時に、弾性薄膜体が外周方向に弾性変形し、流体バランサに内蔵された流体がより外周側に偏ることにより、共振時の振動を悪化させずに、定常時のアンバランス補正力を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の洗濯機は、共振時の振動を悪化させることなく、流体バランサのアンバランス補正力を向上し、脱水時の振動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
第１の発明は、外枠と、前記外枠内に弾性支持した外槽と、前面側に開口部を設けて前記外槽内に回転可能に設けられた筒状のドラムと、前記ドラムを回転駆動する駆動手段と、前記外槽を弾性支持する支持ばねと、前記外槽の振動を抑制するダンパと、前記ドラムの開口部に設けられた中空リング状の流体バランサとを備え、前記流体バランサは、その中空部を同心円状に分割し内側中空部と外側中空部とに画成するように環状の弾性薄膜体を設け、前記弾性薄膜体で分割された内側中空部に液体を内蔵したことにより、脱水運転時のドラムの回転数に応じて、弾性薄膜体が流体バランサの外周側に弾性変形する度合いが変化し、脱水定常運転時のみ、流体バランサに内蔵された液体が衣類によるアンバランスと対向する位置の、より外周側に偏るようにすることができ、共振時に流体バランサに内蔵された流体がアンバランス側に偏ることによる振動を悪化させずに、定常時のアンバランス補正力を向上させ、脱水運転時の振動を効果的に低減することができる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明の流体バランサは、中空部を同心円状に内側中空部と外側中空部とに画成する環状の壁を形成するとともに、前記壁に開口を設け、環状の弾性薄膜体を前記壁の内側から前記開口を通して前記壁の外側中空部へ膨出可能に設けたことにより、脱水定常時は弾性薄膜体が壁の開口を通って、流体バランサの外周方向に弾性変形し、内蔵された流体がより外周側に偏るようにすることができ、衣類によるアンバランスの補正力をより向上させることができる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の流体バランサは、液体を内蔵した中空リング状の袋体を有し、前記袋体を弾性薄膜体の内側に配設したことにより、経年劣化等により弾性薄膜体が損傷した場合でも、弾性薄膜体でその外周側が保護された中空リング状の袋体によってアンバランスの補正力を向上させることができ、脱水運転時の振動を低減することができる。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における洗濯機の断面図、図２は、同流体バランサの断面図、図３は、同流体バランサ作用図である。
【００１４】
図１〜図３に示すように、外枠１の内部には、前面側に開口部１ａを設けた円筒状の外槽２が設けられており、この外槽２は、ダンパ３により下方から弾性支持されて洗濯、脱水工程での外槽２の振動を吸収している。また、２本の支持ばね４により上方から弾性支持されて外槽２が倒れないように支持する構成となっている。
【００１５】
外槽２の内部には、衣類５を収容する円筒状のドラム６を回転可能に設け、駆動手段としてのモータ７により回転駆動される。外枠１内において外槽２およびドラム６は、使用者が衣類を取り出しやすいように、前面をななめ上向きに設けられており、ドラム６の回転軸方向を水平方向から１０〜３０度前上がりに傾斜している。
【００１６】
外枠１の前面には、衣類５を出し入れする開口部１ａと、これを開閉する扉８が設けられている。外槽２およびドラム６の前面側にも同様の開口部２ａ、６ａを有し、この外槽２の開口部２ａはベローズ９によって外枠１の開口部１ａと水密に連結されている。外槽２の底部には洗濯水を排出する排水口１０を有し、排水弁１１に連結されている。外槽２には溢水口１２が設けられ、所定の水位以上に水が供給された場合に、溢れた水は溢水ホース１３を介して排水ホース１４へ流れて機外に排出される。また、制御手段１５はモータ７や排水弁１１等を駆動して洗濯、脱水工程を制御する。
【００１７】
ドラム６の前面側の開口部６ａには中空リング状の流体バランサ１６を設けている。流体バランサ１６はドラム６に固定され、ドラム６とともに回転する。流体バランサ１６は、密閉された中空リング状のバランサ容器１７と、環状のゴム等で薄膜状に形成されている弾性薄膜体１８と、液体１９で構成されている。
【００１８】
弾性薄膜体１８は、バランサ容器１７の内側中空部２０と外側中空部２１とに同心円状に分割するように設けており、弾性薄膜体１８で分割された内周側中空部２０に液体１９を内蔵している。液体１９は、内側中空部２０の容積の３０〜７０％注入されており、凍結防止と補正効果を考慮して、塩化ナトリウムや塩化カルシウムの水溶液が使用されている。弾性薄膜体１８の上端部１８ａと下端部１８ｂは、バランサ容器１７の内面に固着してあり、内側中空部２０内の液体１９が外側中空部２１へ移動しないようにしている。
【００１９】
ここで、流体バランサによるアンバランス補正の原理について図９を用いて説明する。（ａ）は、共振前の内部流体の偏り状態を示し、（ｂ）は共振後（定常時）の内部流体の偏り状態を示している。
【００２０】
一般に、ばね、ダンパ系の強制振動においては、共振前は、外力と変位が同位相で、共振時になると９０度の位相差となり、共振後は、１８０度の位相差、つまり外力と変位とは、それぞれ全く反対方向に向く。流体バランサにおいても、この作用により、共振前は内部流体が、アンバランスによる外力と同じ方向に集まり、共振後の定常状態では、アンバランスとは反対の位置に流体が集まる。
【００２１】
これにより、洗濯機においても流体バランサを用いた場合、共振後の定常状態においては、衣類によるアンバランスの力を補正することができるが、逆に共振までは、流体バランサ内部の流体もアンバランスとして作用し、逆に振動を悪化させてしまう。流体バランサのアンバランス補正力を向上させようとする場合、補正の遠心力を増やすために、流体バランサ容器の外径を大きくすることが考えられるが、それは、逆に共振前までの振動を悪化させてしまうことにもなる。
【００２２】
本発明の流体バランサはこの現象を解消するもので、共振前までの振動を悪化させることなく、共振通過後の定常時のアンバランス補正力を向上させ、脱水運転時の振動を低減させるものであり、その作用について、図３に基いて説明する。（ａ）は、共振前の内部流体である液体１９の偏り状態を示し、（ｂ）は共振後の偏り状態を示している。
【００２３】
脱水運転時、ドラム６の回転数が上昇するにつれて、共振前までは、アンバランス側に液体１９が集まるが、この時、バランサ容器１７の内部に設けられた弾性薄膜体１８の内側に形成される内側中空部２０に液体１９が位置しているため、液体１９が外側中空部２１に集まることがなく液体１９による遠心力は小さくなる。つまり、液体１９によって、アンバランス力が増大される度合いが小さくなる。これは、共振前までの回転数が低い状態では、まだ遠心力が小さく、弾性薄膜体１８にかかる荷重も小さく、ほとんど変形しないためである。
【００２４】
そして、共振通過後、ドラム６の回転数が増加するにつれて、液体１９は、アンバランスと反対側に集まり、また、液体１９による遠心力も増大していくので、弾性薄膜体１８にかかる荷重が大きくなっていき、弾性薄膜体１８は外周側中空部２１に膨らむように弾性変形し、液体１９も弾性薄膜体１８の変形にともなって、より外周側に集まるようになる。したがって、共振通過後の定常時においては、弾性薄膜体１８が無い場合と同等のアンバランス補正力を発揮することができる。
【００２５】
以上のような構成において、次に、洗濯機の動作について説明する。洗濯工程では、排水弁１１を閉じた状態で外槽２内に所定の水位に達するまで給水を行い、モータ７により衣類５と洗浄水の入ったドラム６を回転させて衣類５の洗濯を行う。
【００２６】
洗濯工程後は濯ぎ工程に入る。濯ぎ工程は洗濯工程と同様に外槽２内に給水を行い、ドラム６を回転させて衣類５の濯ぎを行う。脱水工程では、排水弁１１を開いて機外へ水を排水した後、モータ７により衣類５の入ったドラム６を高速回転して脱水する。洗濯行程中に衣類５がドラム６の一部に偏った状態、すなわち、衣類５がアンバランス状態となっている場合は、ドラム６の回転による振動周波数が、外槽２の共振周波数に近づくと外槽２の振動は大きくなり、アンバランス状態が大きい場合には、外槽２は外枠１に衝突する。また、アンバランスが大きい状態では、共振に入る前でも外槽２はかなり大きく振動し、外枠１に衝突することもある。
【００２７】
本発明によれば、流体バランサ１６の中空部を同心円状に分割し内側中空部２０と外側中空部２１とに画成するように環状の弾性薄膜体１８を設け、この弾性薄膜体１８で分割された内側中空部２０に液体１９を内蔵したことにより、共振前の外槽２の振動を大きくさせることなく、外槽２の定常時の振動のみ小さくすることができる。脱水運転を行う時は、ドラム５の回転数はほとんど定常状態で回転しているため、脱水定常時の振動を低減することで、脱水時の振動音による騒音を効果的に低減することができる。
【００２８】
（実施の形態２）
図４は、本発明の第２の実施の形態における流体バランサの断面図、図５は、同作用図である。図４および図５において、流体バランサ２２は、バランサ容器２３内の中空部を同心円状に複数に仕切る仕切り壁２４を備え、この仕切り壁２４は、上下方向の中央部に全周に亘って長孔状の開口２５を設けている。環状の弾性薄膜体１８は仕切り壁２４の内側に形成される内側中空部２６に設けてあり、弾性薄膜体１８の上端部１８ａと下端部１８ｂは、バランサ容器２３の内面に固着してあり、内側中空部２６内の液体１９が外側中空部２７へ移動しないようにしている。仕切り壁２４の内側に形成される内側中空部２６と外側に形成される外側中空部２７の各々に液体１９を設けている。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１を援用する。
【００２９】
上記構成によれば、共振前は、液体１９の遠心力により、弾性薄膜体１８にかかる力が小さいため、弾性薄膜体１８は変形せず、外槽２の振動を悪化させることはない。共振通過後の定常状態では、液体１９による遠心力が増大し、弾性薄膜体１８が仕切り壁２４の開口２５を通って外周側に弾性変形し、液体１９が外周側へ移動してアンバランス補正力を向上させることができる。したがって、流体バランサ２２の多層化によるアンバランス補正力の効果により、一層効果的に脱水運転時の振動を低減することができる。なお、弾性薄膜体１８を複数設けると多層化の効果をさらに高めることができる。
【００３０】
（実施の形態３）
図６は、本発明の第３の実施の形態における流体バランサの断面図、図７は、同作用図である。本実施の形態の流体バランサ２８の特徴は、弾性薄膜体１８で区切られたバランサ容器１７の内側中空部２０に液体１９を内蔵した中空リング状の袋体２９を設けたものである。袋体２９は、例えばゴム等の弾性変形可能な可撓性を有する材料で形成され、液体１９の量は内側中空部２０の容積の３０〜７０％である。他の構成は実施の形態１と同じであり、詳細な説明は実施の形態１を援用する。
【００３１】
上記構成によれば、脱水定常時においては、袋体２９の内部の液体１９が衣類５によるアンバランスと反対側に集まり、また、弾性薄膜体１８の変形に伴い、共振通過後脱水定常時のみ、外周側に液体が偏る。本実施の形態では、液体１９を内蔵している袋体２９の
外周側、すなわち、遠心力による変形側が弾性薄膜体１８に接して保護されるため、損傷等が生じにくく、長期に亘ってその機能を維持して振動防止効果が得られるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、共振時の振動を悪化させることなく、流体バランサのアンバランス補正力を向上し、脱水時の振動を低減することができるので、洗濯機等の用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の断面図
【図２】（ａ）（ｂ）同洗濯機の流体バランサの断面図
【図３】（ａ）（ｂ）同洗濯機の流体バランサの作用図
【図４】本発明の実施の形態２における洗濯機の流体バランサの断面図
【図５】同洗濯機の流体バランサの作用図
【図６】本発明の実施の形態３における洗濯機の流体バランサの断面図
【図７】同洗濯機の流体バランサの作用図
【図８】従来の洗濯機の要部断面図
【図９】（ａ）（ｂ）流体バランサによるアンバランス補正の原理図
【符号の説明】
【００３４】
１  外枠
２  外槽
３  ダンパ
４  支持ばね
６  ドラム
７  モータ
１６  流体バランサ
１７  バランサ容器
１８  弾性薄膜体
１９  液体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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